Le rôle des réfractaires dans une stratégie carburant durable

Enregistrer dans la liste de lecture Publié par David Bizley, Editor World Cement, lundi 23 janvier 2023 10:30

Kayra Kurt et Divyendu Tripathy, Calderys, présentent une nouvelle brique réfractaire conçue pour offrir une solution flexible et rentable aux défis de pyrotraitement posés par les carburants alternatifs.

Il y a un besoin croissant dans l'industrie du ciment pour des solutions innovantes qui aident à résoudre les défis auxquels le secteur est confronté aujourd'hui. L'un des plus pressants d'entre eux est l'empreinte carbone de l'industrie, qui représente environ 7 % des émissions mondiales de carbone. L'industrie n'est actuellement «pas sur la bonne voie» pour atteindre les objectifs de zéro net d'ici 2050, selon le dernier rapport de l'AIE. En fait, l'intensité directe en CO2 de la production de ciment a en fait augmenté d'environ 1,5 % par an entre 2015 et 2021.

Des baisses annuelles de l'intensité carbone de 3 % sont désormais nécessaires pour remettre l'industrie sur la bonne voie. Cela nécessitera des progrès sur une série de voies - de la réduction du ratio clinker/ciment au déploiement de technologies innovantes, telles que la capture et le stockage du carbone.

L'adoption de carburants alternatifs (AF) est une autre voie essentielle pour réduire les émissions de carbone et, contrairement à d'autres solutions, a un long historique de succès. L'augmentation rapide des taux de substitution thermique (TSR) offre donc aux cimenteries un moyen accessible de réduire leur intensité carbone.

Cela ne veut pas dire que les AF sont sans leurs propres défis. Notamment, ils peuvent provoquer des modifications des conditions atmosphériques à l'intérieur du four, qui peuvent, à leur tour, avoir un impact négatif sur le réfractaire.

Combinant les atouts de la technologie réfractaire monolithique et des briques réfractaires, Calderys et sa filiale turque, Haznedar Durer, ont développé une gamme complète de solutions réfractaires pour l'industrie cimentière, y compris une nouvelle brique à base d'aluminosilicate qui peut être utilisée dans les usines à TSR élevé. Il peut être appliqué dans la plupart des domaines du processus de production de ciment impactés par l'utilisation de l'AF.

Les cimenteries du monde entier reconnaissent les avantages du passage aux AF. L'industrie européenne ouvre la voie, soutenue par une industrie de gestion des déchets très développée et des décennies d'expérience dans l'utilisation de combustibles dérivés de déchets. Les TSR sont plus faibles dans d'autres régions, mais l'adoption est en croissance, car les cimenteries cherchent à la fois à réduire les émissions de carbone et à reconnaître les avantages supplémentaires que les AF peuvent apporter. Ceux-ci incluent des coûts de carburant plus bas et des sources de carburant locales plus stables, qui sont isolées des chocs mondiaux sur les chaînes d'approvisionnement en combustibles fossiles.

Cependant, l'utilisation d'AF entraîne souvent des concentrations plus élevées de gaz alcalins dans le processus de production de ciment. Ceux-ci réagissent avec les réfractaires traditionnels à base d'alumine, risquant de provoquer une défaillance prématurée du revêtement et d'endommager l'équipement. La réponse habituelle a été d'appliquer des réfractaires spécialisés contenant du carbure de silicium et du zircon, qui ont une meilleure résistance aux environnements riches en alcalis.

Bien qu'efficace, l'utilisation du carbure de silicium et du zircon devient de plus en plus problématique. La demande pour ces deux minerais augmente, ce qui entraîne des conditions de marché tendues et une flambée des prix.

Par conséquent, les prix des réfractaires contenant du carbure de silicium et du zircon sont relativement élevés - une considération sérieuse pour les cimenteries qui envisagent de passer à des combustibles alternatifs.

L'approvisionnement est également vulnérable aux perturbations, qui peuvent ralentir ou même arrêter la production du réfractaire, tandis que les cimenteries sont également confrontées à la concurrence de la grande industrie sidérurgique pour les réfractaires contenant du carbure de silicium.

Avec de nombreuses cimenteries opérant dans des conditions de marché concurrentielles, elles ne peuvent tout simplement pas se permettre de compter sur des réfractaires coûteux avec une chaîne d'approvisionnement potentiellement contrainte. Il est également vrai que ces réfractaires nécessitent des apports énergétiques importants lors de leur fabrication, et ont donc un impact environnemental plus important que les revêtements traditionnels. Alors que certaines cimenteries regardent au-delà de leurs émissions directes (scope 1 et 2) vers celles de leurs chaînes d'approvisionnement (scope 3), de sérieuses questions sont désormais posées aux fournisseurs de réfractaires quant à l'impact environnemental de leurs produits.

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Bjarke Ove Andersen, FLSmidth, montre comment un précipitateur électrostatique (ESP) peut surpasser les filtres en tissu (FF) dans les applications de refroidisseur de clinker en termes de rentabilité et d'impact environnemental.

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